¿El número acumulado de horas de luz solar a lo largo del año para cada lugar del mundo es aproximadamente igual?

Answer 1

Sí. Podemos mirar fácilmente dos límites.

En el círculo ártico, el número de horas de luz diurna varía de 0 a 24 horas al día sinusoidalmente. Por lo tanto, el número de horas en un día determinado se puede describir mediante la ecuación [math] 12 \ cdot (\ sin (\ frac {2 \ pi \ cdot x} {365}) + 1) [/ math] horas. Integrar esto durante todo el año nos da [math] \ int_0 ^ {365} 12 \ cdot (\ sin (\ frac {2 \ pi \ cdot x} {365}) + 1) dx = 4380 [/ math] horas.

En el ecuador, el número de horas de luz diurna en un día dado son [math] 12 \ cdot (\ gamma \ sin (\ frac {2 \ pi \ cdot x} {365}) + 1) [/ math] horas, donde [math] \ gamma [/ math] es un factor de escala muy pequeño (como lo señaló el Usuario de Quora) atribuido al ligero bamboleo de la Tierra (como lo señaló Colin Barrett). Al igual que en el Círculo Polar Ártico, el término sinusoidal desaparece bajo integración durante el período completo de 365 días.

Dado que la cantidad de horas por día varía de manera monótona a medida que se mueve desde el ecuador hacia los polos, se puede demostrar que en un año dado, la cantidad acumulada de horas de luz diurna es la misma en todos los puntos por debajo del Círculo Polar Ártico.

Sobre el Círculo Polar Ártico, hay un número determinado de días que son 24 horas completas de luz diurna o de noche, aumentando a medida que te mueves hacia el Norte. Esto puede modelarse como un aplanamiento de la parte superior e inferior de la sinusoide anterior para aquellos días que excederían los límites físicos de 0 y 24 horas. Estos días tienen un promedio de 12 horas por día, y para las “horas del crepúsculo”, nuevamente tenemos una integral sinusoidal que desaparece. Así, por encima del Círculo Polar Ártico, todavía tenemos exactamente 4380 horas de luz solar por año.

Answer 2

Su pregunta es un poco confusa porque hay una diferencia entre “horas totales de luz solar” y “cantidad total de luz solar” y su pregunta menciona ambas. La respuesta de Mike parece referirse a las “horas totales de luz solar”, no a la “cantidad total de luz solar”.

Para la cantidad total de luz solar, uno debe tener en cuenta no solo si el sol se está mostrando o no, sino también la intensidad de la luz solar. La intensidad de la luz solar está influenciada por el ángulo de incidencia, ya que la luz solar que está justo encima de la cabeza es mucho más intensa que la luz solar que viene en un ángulo bajo, ya que la luz solar de ángulo bajo se extiende sobre un área más grande (por lo tanto, menos luz por metro cuadrado) y debido a la atenuación debido a que la atmósfera es más grande cuando el sol está más bajo en el cielo y entra en un ángulo más bajo.

Entonces, los polos definitivamente reciben menos cantidad total de luz solar porque la luz siempre los alcanza en un ángulo más bajo.

En la práctica, puede ver cómo incluso cuando los polos tienen 24 horas de luz solar ininterrumpida en su verano, nunca son tan cálidos como el ecuador porque el bajo ángulo de incidencia de la luz solar no proporciona tanta energía solar por metro cuadrado. De este modo, se ven casquetes de hielo en los polos tanto de la Tierra como de Marte porque reciben menos energía térmica del sol.